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题名	不同体积分数SiCp/2024Al复合材料及短碳纤维改性对组织性能的影响
作者	康靖
答辩日期	2019
导师	阎峰云
关键词	体积分数 SiCp/2024Al 短碳纤维 热处理 力学性能
学位名称	硕士
英文摘要	本文以力学性能为主要性能指标的结构材料为应用背景,研究目的是制备具有抗拉强度高、硬度高、热膨胀系数低、尺寸稳定性良好的复合材料。通过电热粉末半固态触变成形法制备SiC颗粒不同体积分数（0%、10%、20%、30%、40%）的SiCp/2024Al复合材料,同时也用该方法成功制备了短碳纤维改性20vol%SiCp/2024Al复合材料。通过利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等实验仪器观察复合材料的界面结合状态、断口形貌、物相组成及增强相在2024Al基体中的分布情况;复合材料在不同制备参数下的抗拉强度、硬度及热膨胀系数借助万能材料试验机、电子布氏硬度计、电子热膨胀仪进行了测取。根据获得性能数据的变化趋势深究了其影响机理,研究情况及主要收获如下:（1）采用电热粉末半固态触变成形法制备的复合材料所需制备周期短,选择半固态触变成形温度为580℃,成形压力40MPa,增强相能够比较均匀地分散在基体合金中,界面结合状态良好。成形温度低,挤压时间短,复合材料未检测到杂相,说明界面处没有发生有害反应。对于制备的复合材料采用T6态热处理（505℃固溶2h+常温水淬+180℃人工时效10h）后与完全退火态相比,抗拉强度和硬度提高显著,延伸率降低,对致密度影响不大,热膨胀系数稍稍变小,这为制备陶瓷颗粒或纤维增强金属基复合材料提供了一种可行性方法。（2）在不添加短碳纤维的情况下,当SiC颗粒体积分数为20%时,SiCp/2024Al复合材料在T6热处理之后的抗拉强度达到最大值505MPa,与相同热处理工艺的2024Al抗拉强度值325MPa相比,提高了55.4%,硬度为196HB、致密度为97.55%、热膨胀系数（50150℃）为11.860×10-6K-1,综合性能较好;当SiC颗粒体积分数为0%时,2024Al在完全退火后的致密度和延伸率最高依次为99.35%、7.8%;当SiC颗粒体积分数为40%时,SiCp/2024Al复合材料在T6热处理之后的硬度达到了最大值244HB,与同样热处理工艺的2024Al硬度值144HB相比,提高了69.4%,线膨胀系数（50150℃）获得最低值9.592?10-6K-1。（3）伴随着SiC颗粒添加量的加大,SiCp/2024Al复合材料中的碳化硅颗粒呈现出了程度由轻到重的聚集,颗粒之间的间隙变多,致使复合材料的致密度降低,抗拉强度先增大后下降,延伸率下降,硬度渐渐增大,热膨胀系数下降。（4）添加体积分数为1%的镀铜短碳纤维后,与碳化硅颗粒混杂增强2024Al基体的复合材料经过T6热处理后的抗拉强度和硬度值依次为521MPa、210HB,较不添加短碳纤维依次提高了3.1%、7.1%;较未镀铜短碳纤维依次提高了2.2%、10.5%;较2024Al依次提高了60.3%、45.8%,致密度和热膨胀系数有所下降。
语种	中文
页码	61
URL标识	查看原文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94981]
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	康靖. 不同体积分数SiCp/2024Al复合材料及短碳纤维改性对组织性能的影响[D]. 2019.

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